O passo de rosca é a distância entre dois filetes consecutivos de um parafuso ou porca. Essa medida é expressa em filetes por polegada (TPI) no sistema imperial, ou como a distância em milímetros entre os filetes no sistema métrico.
Neste artigo, vamos mergulhar no universo do passo de rosca: o que é, como medi-lo e por que ele é um fator crucial em máquinas de precisão.
Além disso, você encontrará tabelas de referência com as roscas mais comuns para consultar rapidamente as especificações de que precisa.
Índice
O que é o passo de rosca? A Definição
No sistema imperial, predominante na América do Norte, o passo de rosca é expresso em filetes por polegada (TPI).
Por exemplo, um parafuso com a designação «1/2-13» possui 13 filetes por polegada de comprimento.
Já no sistema métrico, o passo corresponde à distância em milímetros entre filetes consecutivos.
Assim, um parafuso M10 × 1,5 possui filetes com 1,5 mm de espaçamento entre si.
Para roscas métricas, a lógica é direta: quanto menor o valor do passo, mais fina é a rosca; quanto maior, mais grossa.
Uma rosca de passo grosso tem menos filetes em um determinado comprimento, enquanto uma rosca fina tem mais.
Essa característica, aparentemente simples, influencia diretamente a força de fixação, a facilidade de montagem e a capacidade de resistir a vibrações de um fixador.
O passo de rosca tem impacto sobre:
- A resistência: As roscas finas possuem uma área de tensão de tração maior, o que aumenta sua resistência.
- A velocidade de montagem: Menos propensas a espanar, as roscas de passo grosso são ideais para uma montagem rápida.
- A resistência a vibrações: As roscas finas oferecem melhor resistência a vibrações, enquanto as de passo grosso toleram melhor sujeira e danos.
- A espessura do material: Roscas de passo grosso exigem um comprimento de engajamento menor, enquanto as finas exigem um engajamento mais profundo para evitar o arrancamento.
Os fundamentos da rosca: Passo, TPI e Diâmetro
Ao examinar uma haste roscada, duas dimensões-chave se destacam:
- O diâmetro externo – a distância de uma crista a outra do filete.
- A distância entre as cristas vizinhas. Essa distância tem duas denominações comuns:
- Filetes por polegada (TPI) no sistema imperial
- Passo de rosca (em milímetros) no sistema métrico
Esses dois valores descrevem a mesma característica geométrica, mas de perspetivas diferentes.
Matematicamente, é possível convertê-los com a fórmula:
E isso ocorre porque:
Uma terceira dimensão essencial é o diâmetro menor (a distância de uma raiz de filete a outra), pois ele define a quantidade de material que realmente suporta a carga.
As tabelas de normalização geralmente indicam um valor derivado chamado área de tensão de tração, geralmente representada como:
Os engenheiros utilizam essa área em fórmulas simples de tensão axial, como:
Onde F é a força de tração aplicada.
Portanto, lembre-se destas três características-chave: diâmetro exte o, passo/TPI e área de tensão de tração.
No fundo, cada tabela de referência que você consultar será apenas uma forma organizada de apresentar estes dados.
Aqui está um diagrama para ilustrar tudo isso:
As diferentes séries de roscas: Tipos e Características
As séries de roscas são conjuntos padronizados que combinam diâmetro e passo, cada um com propriedades únicas para aplicações específicas.
Definidas por essa combinação de diâmetro e passo (ou TPI), as séries mais comuns são as de passo grosso, passo fino, 8-filetes e métricas.
Compreender as particularidades de cada uma é essencial para selecionar o fixador correto e evitar problemas como o espanamento ou o arrancamento da rosca.
Série de Roscas de Passo Grosso (UNC/UNRC)
A Rosca Unificada de Passo Grosso (UNC) é o padrão de rosca mais comum na América do Norte.
É conhecida pela sua robustez e facilidade de montagem.
Algumas características:
- Ideal para parafusos e porcas de uso geral
- Menos filetes por polegada
- Montagem rápida graças a uma hélice mais aberta
- Risco de espanamento reduzido
A contrapartida é uma área de tensão de tração ligeiramente menor em comparação com uma rosca fina de mesmo diâmetro.
Tabela de referência:
| Série de Roscas de Passo Grosso – UNC | |||
|---|---|---|---|
| Tamanho nominal e filetes por polegada | Diâmetro de passo (polegadas) | Área menor (polegadas²) | Área de tensão de tração (polegadas²) |
| 3⁄8 – 16 | 0.3344 | 0.0678 | 0.0775 |
| 7⁄16 – 14 | 0.3911 | 0.0933 | 0.1063 |
| 1⁄2 – 13 | 0.4500 | 0.1257 | 0.1419 |
| 9⁄16 – 12 | 0.5084 | 0.162 | 0.182 |
| 5⁄8 – 11 | 0.5660 | 0.202 | 0.226 |
| 3⁄4 – 10 | 0.6850 | 0.302 | 0.334 |
| 7⁄8 – 9 | 0.8028 | 0.419 | 0.462 |
| 1 – 8 | 0.9188 | 0.551 | 0.606 |
| 1¹⁄8 – 7 | 1.0322 | 0.693 | 0.763 |
| 1¹⁄4 – 7 | 1.1572 | 0.890 | 0.969 |
| 1³⁄8 – 6 | 1.2667 | 1.054 | 1.155 |
| 1¹⁄2 – 6 | 1.3917 | 1.294 | 1.405 |
| 1³⁄4 – 5 | 1.6201 | 1.74 | 1.90 |
| 2 – 4¹⁄2 | 1.8557 | 2.30 | 2.50 |
| 2¹⁄4 – 4¹⁄2 | 2.1057 | 3.02 | 3.25 |
| 2¹⁄2 – 4 | 2.3376 | 3.72 | 4.00 |
| 2³⁄4 – 4 | 2.5876 | 4.62 | 4.93 |
| 3 – 4 | 2.8376 | 5.62 | 5.97 |
| 3¹⁄4 – 4 | 3.0876 | 6.72 | 7.10 |
| 3¹⁄2 – 4 | 3.3376 | 7.92 | 8.33 |
| 3³⁄4 – 4 | 3.5876 | 9.21 | 9.66 |
| 4 – 4 | 3.8376 | 10.61 | 11.08 |
Série de Roscas de Passo Fino (UNF/UNRF)
Entrando no campo da precisão, a série Unified National Fine (UNF) troca a velocidade de montagem por maior resistência e melhor confiabilidade contra vibrações.
Essas roscas são frequentemente usadas em aplicações que exigem ajustes de alta precisão.
Elas oferecem excelente resistência à tração devido à sua maior área de tensão. No entanto, roscas mais finas exigem um comprimento de engate maior na porca do que as de passo grosso. Esse engate adicional é crucial para evitar o risco de arrancamento da rosca sob carga.
Tabela de referência:
| Série de Roscas de Passo Fino – UNF | |||
|---|---|---|---|
| Tamanho nominal e filetes por polegada | Diâmetro de passo (polegadas) | Área menor (polegadas²) | Área de tensão de tração (polegadas²) |
| 3⁄8 – 24 | 0.3479 | 0.0809 | 0.0878 |
| 7⁄16 – 20 | 0.4050 | 0.1090 | 0.1187 |
| 1⁄2 – 20 | 0.4675 | 0.1486 | 0.1599 |
| 9⁄16 – 18 | 0.5264 | 0.189 | 0.203 |
| 5⁄8 – 18 | 0.5889 | 0.240 | 0.256 |
| 3⁄4 – 16 | 0.7094 | 0.351 | 0.373 |
| 7⁄8 – 14 | 0.8286 | 0.480 | 0.509 |
| 1 – 12 | 0.9459 | 0.625 | 0.663 |
| 1¹⁄8 – 12 | 1.0709 | 0.812 | 0.856 |
| 1¹⁄4 – 12 | 1.1959 | 1.024 | 1.073 |
| 1³⁄8 – 12 | 1.3209 | 1.260 | 1.315 |
| 1¹⁄2 – 12 | 1.4459 | 1.521 | 1.581 |
Série de 8 Filetes – 8UN
Para parafusos com diâmetro de uma polegada ou mais, os engenheiros frequentemente adotam um passo constante de 8 TPI, independentemente do diâmetro.
Este padrão é exigido por várias normas industriais importantes, como ASTM A193 B7, A193 B8/B8M e A320. Este tipo de rosca encontra-se apenas em diâmetros de uma polegada ou mais.
Este passo padrão simplifica o projeto e a fabricação de elementos de fixação de grande porte usados em aplicações de alta pressão ou alta temperatura. Ele garante uma conexão confiável e robusta para diferentes tamanhos, mantendo um passo de rosca único.
| Série de 8 Filetes – 8UN | |||
|---|---|---|---|
| Tamanho nominal e filetes por polegada | Diâmetro de passo (polegadas) | Área menor (polegadas²) | Área de tensão de tração (polegadas²) |
| 1 – 8 | 0.9188 | 0.551 | 0.606 |
| 1¹⁄8 – 8 | 1.0438 | 0.728 | 0.790 |
| 1¹⁄4 – 8 | 1.1688 | 0.929 | 1.000 |
| 1³⁄8 – 8 | 1.2938 | 1.155 | 1.233 |
| 1¹⁄2 – 8 | 1.4188 | 1.405 | 1.492 |
| 1⁵⁄8 – 8 | 1.5438 | 1.68 | 1.78 |
| 1³⁄4 – 8 | 1.6688 | 1.98 | 2.08 |
| 1⁷⁄8 – 8 | 1.7938 | 2.30 | 2.41 |
| 2 – 8 | 1.9188 | 2.65 | 2.77 |
| 2¹⁄4 – 8 | 2.1688 | 3.42 | 3.56 |
| 2¹⁄2 – 8 | 2.4188 | 4.29 | 4.44 |
| 2³⁄4 – 8 | 2.6688 | 5.26 | 5.43 |
| 3 – 8 | 2.9188 | 6.32 | 6.51 |
| 3¹⁄4 – 8 | 3.1688 | 7.49 | 7.69 |
| 3¹⁄2 – 8 | 3.4188 | 8.75 | 8.96 |
| 3³⁄4 – 8 | 3.6688 | 10.11 | 10.34 |
| 4 – 8 | 3.9188 | 11.57 | 11.81 |
Série de Roscas Métricas (Passo Grosso ISO)
A série de roscas métricas é o padrão inte acional para roscas, usado em quase todo o mundo fora da América do Norte.
Ela foi projetada para garantir a intercambialidade e a padronização globais entre indústrias e países.
Algumas características:
- Usada para parafusos, porcas e fixadores de uso geral em setores como máquinas-ferramenta, automotivo e construção em escala mundial.
- Passo medido em milímetros: um passo maior (para a série de passo grosso) corresponde a menos filetes em um determinado comprimento.
- Montagem rápida graças a um projeto padronizado e um passo maior. Menos propenso a espanar, especialmente na fabricação em massa.
Diferentemente dos sistemas baseados em polegadas vistos anteriormente, todas as medidas são expressas em unidades métricas (mm e mm²).
A tabela abaixo resume os valores-chave:
| Especificações da Série de Roscas Métricas | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tamanho da rosca | Diâmetro exte o (mm) | Diâmetro menor (mm) | Passo da rosca (mm) | Diâmetro de passo (mm) | Diâmetro da broca para rosquear (mm) | Diâmetro do furo de passagem (mm) |
| M1 | 1.0 | 0.729 | 0.25 | 0.838 | 0.75 | 1.3 |
| M1.1 | 1.1 | 0.829 | 0.25 | 0.938 | 0.85 | 1.4 |
| M1.2 | 1.2 | 0.929 | 0.25 | 1.038 | 0.95 | 1.5 |
| M1.4 | 1.4 | 1.075 | 0.30 | 1.205 | 1.10 | 1.8 |
| M1.6 | 1.6 | 1.221 | 0.35 | 1.373 | 1.25 | 2.0 |
| M1.8 | 1.8 | 1.421 | 0.35 | 1.573 | 1.45 | 2.3 |
| M2 | 2.0 | 1.567 | 0.40 | 1.740 | 1.60 | 2.6 |
| M2.2 | 2.2 | 1.713 | 0.45 | 1.908 | 1.75 | 2.9 |
| M2.5 | 2.5 | 2.013 | 0.45 | 2.208 | 2.05 | 3.1 |
| M3 | 3.0 | 2.459 | 0.50 | 2.675 | 2.50 | 3.6 |
| M3.5 | 3.5 | 2.850 | 0.60 | 3.110 | 2.90 | 4.2 |
| M4 | 4.0 | 3.242 | 0.70 | 3.545 | 3.30 | 4.8 |
| M4.5 | 4.5 | 3.688 | 0.75 | 4.013 | 3.80 | 5.3 |
| M5 | 5.0 | 4.134 | 0.80 | 4.480 | 4.20 | 5.8 |
| M6 | 6.0 | 4.917 | 1.00 | 5.350 | 5.00 | 7.0 |
| M7 | 7.0 | 5.917 | 1.00 | 6.350 | 6.00 | 8.0 |
| M8 | 8.0 | 6.647 | 1.25 | 7.188 | 6.80 | 10.0 |
| M9 | 9.0 | 7.647 | 1.25 | 8.188 | 7.80 | 11.0 |
| M10 | 10.0 | 8.376 | 1.50 | 9.026 | 8.50 | 12.0 |
| M11 | 11.0 | 9.376 | 1.50 | 10.026 | 9.50 | 13.5 |
| M12 | 12.0 | 10.106 | 1.75 | 10.863 | 10.20 | 15.0 |
| M14 | 14.0 | 11.835 | 2.00 | 12.701 | 12.00 | 17.0 |
| M16 | 16.0 | 13.835 | 2.00 | 14.701 | 14.00 | 19.0 |
| M18 | 18.0 | 15.394 | 2.50 | 16.376 | 15.50 | 22.0 |
| M20 | 20.0 | 17.294 | 2.50 | 18.376 | 17.50 | 24.0 |
| M22 | 22.0 | 19.294 | 2.50 | 20.376 | 19.50 | 26.0 |
| M24 | 24.0 | 20.752 | 3.00 | 22.051 | 21.00 | 28.0 |
| M27 | 27.0 | 23.752 | 3.00 | 25.051 | 24.00 | 33.0 |
| M30 | 30.0 | 26.211 | 3.50 | 27.727 | 26.50 | 35.0 |
| M33 | 33.0 | 29.211 | 3.50 | 30.727 | 29.50 | 38 |
| M36 | 36.0 | 31.670 | 4.00 | 33.402 | 32.00 | 41 |
| M39 | 39.0 | 34.670 | 4.00 | 36.402 | 35.00 | 44 |
| M42 | 42.0 | 37.129 | 4.50 | 39.077 | 37.50 | 47 |
| M45 | 45.0 | 40.129 | 4.50 | 42.077 | 40.50 | 50 |
| M48 | 48.0 | 42.857 | 5.00 | 44.752 | 43.00 | 53 |
| M52 | 52.0 | 46.587 | 5.00 | 48.752 | 47.00 | 57 |
| M56 | 56.0 | 50.046 | 5.50 | 52.428 | 50.50 | 61 |
| M60 | 60.0 | 54.046 | 5.50 | 56.428 | 54.50 | 65 |
| M64 | 64.0 | 57.505 | 6.00 | 60.103 | 58.00 | 69 |
| M68 | 68.0 | 61.505 | 6.00 | 64.103 | 62.00 | 73 |
As roscas métricas invertem a abordagem: em vez de se perguntar ‘quantos filetes por polegada?’, a questão é ‘quanto o fixador avança em uma volta?’.
- Um parafuso M10 × 1,5 tem um diâmetro exte o de 10 mm e um passo de 1,5 mm.
- Se você girar este parafuso uma volta completa, ele avançará 1,5 mm.
Passos finos também existem no sistema métrico: por exemplo, roscas M10 × 1,25 ou M10 × 1 são usadas em motores sujeitos a vibrações intensas.
Um passo menor (ex: 1,0 mm vs. 1,25 mm) indica uma rosca mais fina, com mais filetes no mesmo comprimento, uma lógica semelhante à do sistema imperial UNF.
As normas métricas, como a ISO 261, listam séries de passos preferenciais, assim como as normas UNC e UNF. Embora as tabelas pareçam diferentes, as considerações técnicas subjacentes são semelhantes.
Como a escolha do passo afeta a resistência e a montagem
A escolha do passo da rosca é baseada em vários fatores-chave.
1. Qual é a resistência mecânica da rosca?
Imagine que você está a tentar arrancar um prego da madeira. Quanto mais material houver ao redor do prego, mais difícil será extraí-lo. O princípio é o mesmo para as roscas.
A área de tensão de tração corresponde à quantidade de material que resta na raiz do filete. Quanto maior essa área, mais resistente é a rosca à falha por tração.
As roscas finas levam a melhor neste ponto: para o mesmo diâmetro, as roscas com sulcos menores e mais numerosos (roscas finas) têm mais material ao redor do seu núcleo do que as roscas com sulcos maiores e mais profundos (roscas de passo grosso).
Matematicamente, isso se traduz em:
Isso significa que as roscas finas resistem melhor à força de tração.
2. Qual comprimento de engajamento para evitar o arrancamento?
O comprimento de engajamento refere-se à extensão da rosca que precisa estar em contato para garantir uma fixação sólida.
Aqui está o que considerar:
As roscas de passo grosso têm filetes mais profundos, portanto, exigem um comprimento de engajamento menor. Como cada volta oferece uma ‘pega’ melhor, são necessárias menos voltas para obter uma fixação sólida em comparação com uma rosca fina.
Este é um ponto crítico: o comprimento de engajamento é a medida exata da rosca que deve estar em contato com a outra peça para evitar que seja arrancada (cisalhada) sob carga.
3. Qual é a facilidade de montagem?
As roscas de passo grosso permitem uma montagem rápida e toleram melhor a presença de sujeira, tinta ou um leve desalinhamento.
Já as roscas finas, por outro lado, exigem uma montagem mais cuidadosa.
Quando uma equipe de corrida troca pneus em segundos, ela usa prisioneiros de roda com passo muito grosso. Quando um mecânico de precisão ajusta os parafusos de regulagem em um to o, uma rosca fina (UNF ou métrica fina) é a escolha mais sensata.
4. Qual é a resistência a vibrações?
Isto refere-se à capacidade de uma rosca de permanecer apertada na presença de fortes solavancos ou vibrações.
Os flancos das roscas finas são menos inclinados que os das roscas de passo grosso. Portanto, é mais difícil para as vibrações afrouxarem a montagem.
Em combinação com uma porca autotravante (que resiste à rotação), as roscas finas são incrivelmente eficazes para manter o aperto, mesmo na presença de fortes vibrações.
Como medir uma rosca?
Não é preciso ser um especialista com equipamentos caros para identificar uma rosca. Mesmo um iniciante pode obter as medidas corretas com ferramentas simples e acessíveis.
Um dos métodos mais simples é usar um verificador de rosca (também conhecido como pente de rosca).
Esta ferramenta, semelhante a um canivete suíço, é composta por várias lâminas de metal dentadas. Basta testar cada lâmina contra os filetes do seu parafuso.
Quando você encontrar aquela que se encaixa perfeitamente nos sulcos sem nenhuma folga, encontrou o passo correto. O valor está gravado diretamente na lâmina.
Para roscas mais específicas, como as roscas API ou ACME, medições exatas podem ser necessárias, especialmente para verificar o desgaste ou como parte de um processo de controle de qualidade.
Este nível de precisão geralmente exige ferramentas avançadas como comparadores ópticos ou micrômetros projetados especificamente para roscas.
Para roscas internas ou de difícil acesso, soluções de moldagem como o Plastiform permitem criar uma réplica externa precisa do perfil da rosca, facilitando a sua medição.
Conclusão
Neste artigo, definimos o passo de rosca e apresentamos as tabelas de referência essenciais para identificar as diferentes séries.
O passo de rosca é a distância entre os filetes, que é expressa de forma diferente dependendo da norma: em filetes por polegada (TPI) para o sistema imperial e em milímetros para o sistema métrico.
Essa medida fundamental dita as características essenciais de um fixador.
A escolha entre uma rosca de passo grosso (tipo UNC) e uma rosca de passo fino (tipo UNF) é uma decisão crucial que depende dos requisitos do seu projeto.
- As roscas de passo grosso oferecem velocidade e facilidade de montagem inigualáveis, tolerando pequenas imperfeições e exigindo menos voltas para serem fixadas.
- As roscas finas proporcionam resistência à tração superior e excelente resistência a vibrações, tornando-as essenciais para aplicações de precisão e aquelas expostas a tensões intensas.
- Séries especializadas como a 8UN e o sistema métrico ISO fornecem soluções padronizadas para necessidades industriais específicas.
Durante a produção ou o ciclo de vida de um componente, você usará diferentes métodos para medir suas roscas, incluindo o passo. Isso pode ser feito com um simples verificador, máquinas de medição de alta tecnologia, ou mesmo criando uma réplica de alta precisão com a ajuda de um produto de moldagem.
A seleção do passo de rosca adequado é uma decisão de engenharia crítica. O seu controle regular é igualmente importante para garantir que a montagem funcione de forma confiável e conforme o projetado.
Perguntas Frequentes
1. Por que escolher uma rosca de passo grosso (UNC) se uma rosca fina (UNF) é tecnicamente mais resistente?
Escolhe-se uma rosca de passo grosso pelas suas vantagens práticas. A montagem é muito mais rápida, é menos propensa a espanar, tolera sujeira ou danos menores e requer um comprimento de engajamento menor para garantir uma fixação segura. É ideal para construção geral e aplicações onde a velocidade é mais importante que a resistência máxima à tração.
2. Para roscas imperiais, um TPI mais alto significa uma rosca mais fina ou mais grossa?
Um TPI mais alto significa uma rosca mais fina. Por exemplo, um parafuso 1/2-20 (20 TPI) tem mais filetes por polegada do que um parafuso 1/2-13 (13 TPI), o que to
a a rosca 1/2-20 a mais fina das duas.
3. Qual é a principal diferença na forma como o passo métrico e o passo imperial são definidos?
A diferença fundamental reside na abordagem. O sistema imperial conta o número de filetes em uma distância fixa (filetes por polegada). O sistema métrico mede a distância de uma crista de filete para a seguinte em milímetros.
4. Quando a série de 8 filetes (8UN) é geralmente usada?
A série 8UN, com seu passo constante de 8 filetes por polegada, é usada especificamente para elementos de fixação de grande diâmetro, de 1 polegada ou mais. É uma norma frequentemente exigida em aplicações industriais de alta pressão e alta temperatura, como aquelas regidas pelas normas ASTM.
5. Como medir roscas internas inacessíveis com um verificador?
Para roscas internas de difícil acesso, a melhor solução é usar um produto de moldagem como o Plastiform. Esta resina pastosa cria uma réplica sólida e perfeita das roscas, que você pode então extrair facilmente e medir externamente com um paquímetro, um projetor de perfil ou um verificador de rosca.
